响应面法优化刺五加酶解工艺的研究（二）

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 酶种类对刺五加果实出汁率的影响

由图1可知，添加果胶酶的试验组刺五加果实出汁率显著高于不添加酶及添加其他酶类试验组，添加果胶酶试验组出汁率高达83.69%。这可能是因为植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，其对植物的组织结构起到了保护的作用，而刺五加中果胶含量偏高，使用果胶酶能使刺五加得到最有效的酶解，进而提高了果汁出汁率。同时果胶类物质有助于浑浊体系的稳定，使得粒子不易沉降，但会随着长时间的放置而出现逐渐沉降的现象影响果汁的品质，所以将果胶酶应用于果汁制备既可以提高果汁出汁率又可以提高其澄清度。故而选择果胶酶进行后续试验。

2.1.2 酶添加量对刺五加果实出汁率的影响

由图2可知随着酶添加量的增加，出汁率呈现逐渐增加而后降低的趋势，当酶添加量为3‰时出汁率最高，达到80.30%。果胶酶添加量小于2‰时，此时底物浓度远大于酶浓度，故刺五加果出汁率随着果胶酶添加量的增加而显著增加；果胶酶添加量大于2‰后，酶浓度逐渐接近底物反应的饱和浓度，故而刺五加果实出汁率增加速度逐渐下降；当果胶酶添加量大于3‰后，由于过量的酶浓度反而抑制了反应的进行，过量的果胶酶并不能无限制地增加果胶的水解速率，并且会增大生产成本，故选择果胶酶最佳的添加量为3‰。

2.1.3 液料比对刺五加果实出汁率的影响

由图3可知，随着液料比的增加，刺五加果实出汁率逐渐增大，结果与杨留枝基本一致。当酶添加量一定时，随着料液比不断地增加，果汁的出汁率不断增加的原因可能是果汁体系浓度不断降低，果汁黏度不断降低，此时更有利于果胶酶的分散，使得果胶酶作用于底物效率增加，并且，随着果汁体系水分含量的增加，果胶酶水解的产物溶解度增加使得果胶酶的水解效率进一步增加，同时可溶性的果胶及多糖类物质溶解度亦不断增加，造成果汁出汁率不断地增加。当液料比为18:1mL/g时出汁率达到最大，此时果实出汁率为76.27%。当液料比大于18:1mL/g时，果汁体系浓度过低造成酶浓度过低，不利于酶解反应的进行。选择液料比18:1mL/g作为酶解反应的最佳液料比。

2.1.4 酶解温度对刺五加果实出汁率的影响

由图4可知，酶解温度较低时出汁率也相对较低，随着酶解温度的增加，出汁率逐渐增大而后趋于平稳，当酶解温度为50℃时，酶的活性相对最高，反应速率最大。此结果与陈婧基本一致。这可能是因为温度对酶促反应具有双重影响，当温度不断增加时可溶性物质的溶解度不断增加，且分子运动速率不断增加，加快了果胶酶与底物浓度的接触与反应速率，造成了果汁的出汁率不断增加；而当酶促反应达到最适温度50℃时，自身的热稳定性和结构稳定性得以维持，酶的活性也受到正面影响；当温度过高时会造成酶活性的降低，不利于水解反应的进行。故选择最适的酶解温度为50℃。

2.1.5 酶解时间对刺五加果实出汁率的影响

由图5可知，随着酶解时间的增加，出汁率呈现先增高后降低的趋势。这可能是因为随着酶解时间的延长，果胶酶的作用逐渐发挥完全使得出汁率逐渐提高；但酶解时间过长会导致刺五加果浆中水分蒸发而使出汁率降低。当酶解时间为2.5h时，酶活力得到充分发挥，刺五加果实出汁率最高，达到83.11%。

相关链接：果胶酶，多糖，纤维素

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